Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHS) (I): Measures of prevention and control

Measures of prevention and control against polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) focus on an official food control, a code of best practice to reduce PAHs levels by controlling industry and in the development of a chemopreventive strategy. Regulation (EU) 835/2011 establishes maximum levels of PAHs for each food group. In addition, Regulations (EU) 333/2007 and 836/2011 set up the methods of sampling and analysis for its official control. Scientific studies prove that the chemopreventive strategy is effective against these genotoxic compounds effects. Most chemopreventive compounds studied with proven protective effects against PAHs are found in fruit and vegetables.

Kir2.2 inward rectifier potassium channels are inhibited by an endogenous factor in Xenopus oocytes independently from the action of a mitochondrial uncoupler.

We previously showed inhibition of Kir2 inward rectifier K+ channels expressed in Xenopus oocytes by the mitochondrial agents carbonyl cyanide p-trifluoromethoxyphenylhydrazone (FCCP) and sodium azide. Mutagenesis studies suggested that FCCP may act via phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) depletion. This mechanism could be reversible in intact cells but not in excised membrane patches which preclude PIP2 regeneration. This prediction was tested by investigating the reversibility of the inhibition of Kir2.2 by FCCP in intact cells and excised patches. We also investigated the effect of FCCP on Kir2.2 expressed in human embryonic kidney (HEK) cells. Kir2.2 current, expressed in Xenopus oocytes, increased in inside-out patches from FCCP-treated and untreated oocytes. The fraction of total current that increased was 0.79?±?0.05 in control and 0.89?±?0.03 in 10 µM FCCP-treated (P?>?.05). Following “run-up,” Kir2.2 current was re-inhibited by “cramming” inside-out patches into oocytes. Therefore, run-up reflected not reversal of inhibition by FCCP, but washout of an endogenous inhibitor. Kir2.2 current recovered in intact oocytes within 26.5 h of FCCP removal. Injection of oocytes with 0.1 U apyrase completely depleted ATP (P?<?.001) but did not inhibit Kir2.2 and inhibited Kir2.1 by 35% (P?<?.05). FCCP only partially reduced [ATP] (P?<?.001), despite inhibiting Kir2.2 by 75% (P?<?.01) but not Kir2.1. FCCP inhibited Kir2.2 expressed in HEK cells. The recovery of Kir2.2 from inhibition by FCCP requires intracellular components, but direct depletion of ATP does not reproduce the differential inhibitory effect of FCCP. Inhibition of Kir2.2 by FCCP is not unique to Xenopus oocytes. J. Cell. Physiol. 219: 8–13, 2009. © 2008 Wiley-Liss, Inc.

Mitochondrial translation initiation factor 3 polymorphism and Parkinson's disease

Mitochondrial dysfunction has been proposed to play a role in the pathogenesis of Parkinson s disease (PD) Supportive of this hypothesis several genetic variants that regulate mitochondrial function and homeostasis have been described to alter PD susceptibility A recent report demonstrated association of a single nucleotide polymorphism in the mitochondrial translation initiation factor 3 (MTIF3) gene with PD risk The protein encoded by this nuclear gene is essential for initiation complex formation on the mitochondrial 55S ribosome and regulates translation of proteins within the mitochondria Changes in the function or expression of the MTIF3 protein may result in altered mitochondrial function ATP production or formation of reactive oxygen species thereby affecting susceptibility to PD We examined the association of rs7669 with sporadic PD in three Caucasian case control series (n = 2434) A significant association was observed in the largest series (Norwegian n = 1650) when comparing CC vs CT/TT genotypes with the Irish and US series having a similar but non-significant trend The combined series also revealed an association with risk of PD (P = 0 01) supporting the possible involvement of this gene in PD etiology Published by Elsevier Ireland Ltd

IHG-1 promotes mitochondrial biogenesis by stabilizing PGC-1α

Increased expression of Induced-by-High-Glucose 1 (IHG-1) associates with tubulointerstitial fibrosis in diabetic nephropathy. IHG-1 amplifies TGF-ß1 signaling, but the functions of this highly-conserved protein are not well understood. IHG-1 contains a putative mitochondrial-localization domain, and here we report that IHG-1 is specifically localized to mitochondria. IHG-1 overexpression increased mitochondrial mass and stabilized peroxisome proliferator-activated receptor ? coactivator-1a (PGC-1a). Conversely, inhibition of IHG-1 expression decreased mitochondrial mass, downregulated mitochondrial proteins, and PGC-1a-regulated transcription factors, including nuclear respiratory factor 1 and mitochondrial transcription factor A (TFAM), and reduced activity of the TFAM promoter. In the unilateral ureteral obstruction model, we observed higher PGC-1a protein expression and IHG-1 levels with fibrosis. In a gene-expression database, we noted that renal biopsies of human diabetic nephropathy demonstrated higher expression of genes encoding key mitochondrial proteins, including cytochrome c and manganese superoxide dismutase, compared with control biopsies. In summary, these data suggest that IHG-1 increases mitochondrial biogenesis by promoting PGC-1a-dependent processes, potentially contributing to the pathogenesis of renal fibrosis.

Whole-mitochondrial genome sequencing in primary open-angle glaucoma using massively parallel sequencing identifies novel and known pathogenic variants

Purpose:The aim of this study was to determine whether mutations in mitochondrial DNA play a role in high-pressure primary open-angle glaucoma (OMIM 137760) by analyzing new data from massively parallel sequencing of mitochondrial DNA.
Methods:Glaucoma patients with high-tension primary open-angle glaucoma and ethnically matched and age-matched control subjects without glaucoma were recruited. The entire human mitochondrial genome was amplified in two overlapping fragments by long-range polymerase chain reaction and used as a template for massively parallel sequencing on an Ion Torrent Personal Genome Machine. All variants were confirmed by conventional Sanger sequencing.
Results:Whole-mitochondrial genome sequencing was performed in 32 patients with primary open-angle glaucoma from India (n = 16) and Ireland (n = 16). In 16 of the 32 patients with primary open-angle glaucoma (50% of cases), there were 22 mitochondrial DNA mutations consisting of 7 novel mutations and 8 previously reported disease-associated sequence variants. Eight of 22 (36.4%) of the mitochondrial DNA mutations were in complex I mitochondrial genes.
Conclusion:Massively parallel sequencing using the Ion Torrent Personal Genome Machine with confirmation by Sanger sequencing detected a pathogenic mitochondrial DNA mutation in 50% of the primary open-angle glaucoma cohort. Our findings support the emerging concept that mitochondrial dysfunction results in the development of glaucoma and, more specifically, that complex I defects play a significant role in primary open-angle glaucoma pathogenesis.

Genetic risk factors affecting mitochondrial function are associated with kidney disease in people with Type 1 diabetes

AIM: To evaluate the association with diabetic kidney disease of single nucleotide polymorphisms (SNPs) that may contribute to mitochondrial dysfunction.

METHODS: The mitochondrial genome and 1039 nuclear genes that are integral to mitochondrial function were investigated using a case (n=823 individuals with diabetic kidney disease) vs. control (n=903 individuals with diabetes and no renal disease) approach. All people included in the analysis were of white European origin and were diagnosed with Type 1 diabetes before the age of 31 years. Replication was conducted in 5093 people with similar phenotypes to those of the discovery collection. Association analyses were performed using the plink genetic analysis toolset, with adjustment for relevant covariates.

RESULTS: A total of 25 SNPs were evaluated in the mitochondrial genome, but none were significantly associated with diabetic kidney disease or end-stage renal disease. A total of 38 SNPs in nuclear genes influencing mitochondrial function were nominally associated with diabetic kidney disease and 16 SNPS were associated with end-stage renal disease, secondary to diabetic kidney disease, with meta-analyses confirming the same direction of effect. Three independent signals (seven SNPs) were common to the replication data for both phenotypes with Type 1 diabetes and persistent proteinuria or end-stage renal disease.

CONCLUSIONS: Our results suggest that SNPs in nuclear genes that influence mitochondrial function are significantly associated with diabetic kidney disease in a white European population

Distinct methylation patterns in genes that affect mitochondrial function are associated with kidney disease in blood-derived DNA from individuals with Type 1 diabetes

AIMS: Epigenetic modifications, such as DNA methylation, can influence the risk of developing kidney disease. We studied methylation profiles in genes related to mitochondrial function to assess whether differences in these epigenetic features were associated with diabetic kidney disease in people with Type 1 diabetes.

METHODS: A case-control association study was undertaken (n = 196 individuals with diabetic kidney disease vs. n = 246 individuals without renal disease). Participants were White and diagnosed with Type 1 diabetes before 31 years of age. Genes that encode mitochondrial proteins (n = 780) were downloaded from mitoproteome. org. DNA methylation profiles from blood-derived DNA were generated using the Illumina Infinium HumanMethylation450 (262 samples) and Illumina Infinium HumanMethylation27 (192 samples) arrays. Beta values (β) were calculated and quality control was conducted, including evaluating blind duplicate DNA samples.

RESULTS: Fifty-four Cytosine-phosphate-Guanine probes across 51 unique genes were significantly associated (P ≤ 10(-8) ) with diabetic kidney disease across both the 450K and the 27K methylation arrays. A subanalysis, employing the 450K array, identified 755 Cytosine-phosphate-Guanine probes in 374 genes that were significantly associated (P ≤ 10(-8) ) with end-stage renal disease. Forty-six of the top-ranked variants for diabetic kidney disease were also identified as being differentially methylated in individuals with end-stage renal disease. The largest change in methylation (Δβ = 0.2) was observed for cg03169527 in the TAMM41 gene, chromosome 3p25.2. Three genes, PMPCB, TSFM and AUH, were observed with differential methylation at multiple Cytosine-phosphate-Guanine sites each (P < 10(-12) ).

CONCLUSIONS: Differential methylation in genes that influence mitochondrial function are associated with kidney disease in individuals with Type 1 diabetes. 

Global mitochondrial DNA phylogeography and population structure of the silky shark, Carcharhinus falciformis

Globally, sharks are under enormous pressure from fishing efforts. One such species is the silky shark, Carcharhinus falciformis, which occurs in all the Earth’s tropical oceans and is captured in large numbers in pelagic fisheries. Regionally, the silky shark is listed as Vulnerable to Near Threatened by the International Union for the Conservation of Nature due to high levels of direct and by catch exploitation. Despite major conservation concerns about this species, little is known about its genetic status and level of demographic or evolutionary connectivity among its regional distributions. We report a genetic assessment of silky sharks sampled across a major portion of the species’ global range. We sequenced the complete mitochondrial DNA control region from 276 individuals taken from the western Atlantic and Indo-Pacific Oceans and the Red Sea. Overall, haplotype and nucleotide diversities were relatively large (0.93 ± 0.01 and 0.61 ± 0.32 %, respectively). Nucleotide diversity in Indo-Pacific sharks, however, was significantly lower and about half that in Atlantic sharks. Strong phylogeographic partitioning occurred between ocean basins. Furthermore, shallow but significant pairwise statistical differentiation occurred among most regional samples within the Indo-Pacific, but not the western Atlantic. Overall, at least five mitochondrial DNA populations of silky sharks were identified globally. Despite historically large population sizes, silky sharks appear to be isolated on relatively small spatial scales, at least in the Indo-Pacific, indicating that conservation and management efforts will need to be exerted at relatively small scales in a pelagic and highly vagile species.

Étude de l'implication des navettes du pyruvate découlant du métabolisme mitochondrial du glucose dans la régulation de la sécrétion d'insuline par les cellules bêta pancréatiques

Le diabète est une maladie métabolique qui se caractérise par une résistance à l’insuline des tissus périphériques et par une incapacité des cellules β pancréatiques à sécréter les niveaux d’insuline appropriés afin de compenser pour cette résistance. Pour mieux comprendre les mécanismes déficients dans les cellules β des patients diabétiques, il est nécessaire de comprendre et de définir les mécanismes impliqués dans le contrôle de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. Dans les cellules β pancréatiques, le métabolisme du glucose conduit à la production de facteurs de couplage métabolique, comme l’ATP, nécessaires à la régulation de l’exocytose des vésicules d’insuline. Le mécanisme par lequel la production de l’ATP par le métabolisme oxydatif du glucose déclenche l’exocytose des vésicules d’insuline est bien décrit dans la littérature. Cependant, il ne peut à lui seul réguler adéquatement la sécrétion d’insuline. Le malonyl-CoA et le NADPH sont deux autres facteurs de couplage métaboliques qui ont été suggérés afin de relier le métabolisme du glucose à la régulation de la sécrétion d’insuline. Les mécanismes impliqués demeurent cependant à être caractérisés. Le but de la présente thèse était de déterminer l’implication des navettes du pyruvate, découlant du métabolisme mitochondrial du glucose, dans la régulation de la sécrétion d’insuline. Dans les cellules β, les navettes du pyruvate découlent de la combinaison des processus d’anaplérose et de cataplérose et permettent la transduction des signaux métaboliques provenant du métabolisme du glucose. Dans une première étude, nous nous sommes intéressés au rôle de la navette pyruvate/citrate dans la régulation de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose, puisque cette navette conduit à la production dans le cytoplasme de deux facteurs de couplage métabolique, soit le malonyl-CoA et le NADPH. De plus, la navette pyruvate/citrate favorise le flux métabolique à travers la glycolyse en réoxydation le NADH. Une étude effectuée précédemment dans notre laboratoire avait suggéré la présence de cette navette dans les cellules β pancréatique. Afin de tester notre hypothèse, nous avons ciblé trois étapes de cette navette dans la lignée cellulaire β pancréatique INS 832/13, soit la sortie du citrate de la mitochondrie et l’activité de l’ATP-citrate lyase (ACL) et l’enzyme malique (MEc), deux enzymes clés de la navette pyruvate/citrate. L’inhibition de chacune de ces étapes par l’utilisation d’un inhibiteur pharmacologique ou de la technologie des ARN interférant a corrélé avec une réduction significative de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. Les résultats obtenus suggèrent que la navette pyruvate/citrate joue un rôle critique dans la régulation de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. Parallèlement à notre étude, deux autres groupes de recherche ont suggéré que les navettes pyruvate/malate et pyruvate/isocitrate/α-cétoglutarate étaient aussi importantes pour la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. Ainsi, trois navettes découlant du métabolisme mitochondrial du glucose pourraient être impliquées dans le contrôle de la sécrétion d’insuline. Le point commun de ces trois navettes est la production dans le cytoplasme du NADPH, un facteur de couplage métabolique possiblement très important pour la sécrétion d’insuline. Dans les navettes pyruvate/malate et pyruvate/citrate, le NADPH est formé par MEc, alors que l’isocitrate déshydrogénase (IDHc) est responsable de la production du NADPH dans la navette pyruvate/isocitrate/α-cétoglutarate. Dans notre première étude, nous avions démontré l’importance de l’expression de ME pour la sécrétion adéquate d’insuline en réponse au glucose. Dans notre deuxième étude, nous avons testé l’implication de IDHc dans les mécanismes de régulation de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. La diminution de l’expression de IDHc dans les INS 832/13 a stimulé la sécrétion d’insuline en réponse au glucose par un mécanisme indépendant de la production de l’ATP par le métabolisme oxydatif du glucose. Ce résultat a ensuite été confirmé dans les cellules dispersées des îlots pancréatiques de rat. Nous avons aussi observé dans notre modèle que l’incorporation du glucose en acides gras était augmentée, suggérant que la diminution de l’activité de IDHc favorise la redirection du métabolisme de l’isocitrate à travers la navette pyruvate/citrate. Un mécanisme de compensation à travers la navette pyruvate/citrate pourrait ainsi expliquer la stimulation de la sécrétion d’insuline observée en réponse à la diminution de l’expression de IDHc. Les travaux effectués dans cette deuxième étude remettent en question l’implication de l’activité de IDHc, et de la navette pyruvate/isocitrate/α-cétoglutarate, dans la transduction des signaux métaboliques reliant le métabolisme du glucose à la sécrétion d’insuline. La navette pyruvate/citrate est la seule des navettes du pyruvate à conduire à la production du malonyl-CoA dans le cytoplasme des cellules β. Le malonyl-CoA régule le métabolisme des acides gras en inhibant la carnitine palmitoyl transférase 1, l’enzyme limitante dans l’oxydation des acides gras. Ainsi, l’élévation des niveaux de malonyl-CoA en réponse au glucose entraîne une redirection du métabolisme des acides gras vers les processus d’estérification puis de lipolyse. Plus précisément, les acides gras sont métabolisés à travers le cycle des triglycérides/acides gras libres (qui combinent les voies métaboliques d’estérification et de lipolyse), afin de produire des molécules lipidiques signalétiques nécessaires à la modulation de la sécrétion d’insuline. Des études effectuées précédemment dans notre laboratoire ont démontré que l’activité lipolytique de HSL (de l’anglais hormone-sensitive lipase) était importante, mais non suffisante, pour la régulation de la sécrétion d’insuline. Dans une étude complémentaire, nous nous sommes intéressés au rôle d’une autre lipase, soit ATGL (de l’anglais adipose triglyceride lipase), dans la régulation de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose et aux acides gras. Nous avons démontré que ATGL est exprimé dans les cellules β pancréatiques et que son activité contribue significativement à la lipolyse. Une réduction de son expression dans les cellules INS 832/13 par RNA interférant ou son absence dans les îlots pancréatiques de souris déficientes en ATGL a conduit à une réduction de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose en présence ou en absence d’acides gras. Ces résultats appuient l’hypothèse que la lipolyse est une composante importante de la régulation de la sécrétion d’insuline dans les cellules β pancréatiques. En conclusion, les résultats obtenus dans cette thèse suggèrent que la navette pyruvate/citrate est importante pour la régulation de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. Ce mécanisme impliquerait la production du NADPH et du malonyl-CoA dans le cytoplasme en fonction du métabolisme du glucose. Cependant, nos travaux remettent en question l’implication de la navette pyruvate/isocitrate/α-cétoglutarate dans la régulation de la sécrétion d’insuline. Le rôle exact de IDHc dans ce processus demeure cependant à être déterminé. Finalement, nos travaux ont aussi démontré un rôle pour ATGL et la lipolyse dans les mécanismes de couplage métabolique régulant la sécrétion d’insuline.

Evaluation of mitochondrial function in a model of developmental programming of hypertension associated with transient neonatal oxygen exposure

UNE EXPOSITION NÉONATALE À L’OXYGÈNE MÈNE À DES MODIFICATIONS DE LA FONCTION MITOCHONDRIALE CHEZ LE RAT ADULTE Introduction: L’exposition à l’oxygène (O2) des ratons nouveau-nés a des conséquences à l’âge adulte dont une hypertension artérielle (HTA), une dysfonction vasculaire, une néphropénie et des indices de stress oxydant. En considérant que les reins sont encore en développement actif lors des premiers jours après la naissance chez les rats, jouent un rôle clé dans le développement de l’hypertension et qu’une dysfonction mitochondriale est associé à une augmentation du stress oxydant, nous postulons que les conditions délétères néonatales peuvent avoir un impact significatif au niveau rénal sur la modulation de l’expression de protéines clés du fonctionnement mitochondrial et une production mitochondriale excessive d’espèces réactives de l’ O2. Méthodes: Des ratons Sprague-Dawley sont exposés à 80% d’O2 (H) ou 21% O2 (Ctrl) du 3e au 10e jr de vie. En considérant que plusieurs organes des rats sont encore en développement actif à la naissance, ces rongeurs sont un modèle reconnu pour étudier les complications d’une hyperoxie néonatale, comme celles liées à une naissance prématurée chez l’homme. À 4 et à 16 semaines, les reins sont prélevés et les mitochondries sont extraites suivant une méthode d’extraction standard, avec un tampon contenant du sucrose 0.32 M et différentes centrifugations. L’expression des protéines mitochondriales a été mesurée par Western blot, tandis que la production d’ H202 et les activités des enzymes clés du cycle de Krebs ont été évaluées par spectrophotométrie. Les résultats sont exprimés par la moyenne ± SD. Résultats: Les rats mâles H de 16 semaines (n=6) présentent une activité de citrate synthase (considéré standard interne de l’expression protéique et de l’abondance mitochondriales) augmentée (12.4 ± 8.4 vs 4.1 ± 0.5 μmole/mL/min), une diminution de l’activité d’aconitase (enzyme sensible au redox mitochondrial) (0.11 ± 0.05 vs 0.20 ± 0.04 μmoles/min/mg mitochondrie), ainsi qu’une augmentation dans la production de H202 (7.0 ± 1.3 vs 5.4 ± 0.8 ρmoles/mg protéines mitochondriales) comparativement au groupe Ctrl (n=6 mâles et 4 femelles). Le groupe H (vs Ctrl) présente également une diminution dans l’expression de peroxiredoxin-3 (Prx3) (H 0.61±0.06 vs. Ctrl 0.78±0.02 unité relative, -23%; p<0.05), une protéine impliquée dans l’élimination d’ H202, de l’expression du cytochrome C oxidase (Complexe IV) (H 1.02±0.04 vs. Ctrl 1.20±0.02 unité relative, -15%; p<0.05), une protéine de la chaine de respiration mitochondriale, tandis que l’expression de la protéine de découplage (uncoupling protein)-2 (UCP2), impliquée dans la dispersion du gradient proton, est significativement augmentée (H 1.05±0.02 vs. Ctrl 0.90±0.03 unité relative, +17%; p<0.05). Les femelles H (n=6) (vs Ctrl, n=6) de 16 semaines démontrent une augmentation significative de l’activité de l’aconitase (0.33±0.03 vs 0.17±0.02 μmoles/min/mg mitochondrie), de l’expression de l’ATP synthase sous unité β (H 0.73±0.02 vs. Ctrl 0.59±0.02 unité relative, +25%; p<0.05) et de l’expression de MnSOD (H 0.89±0.02 vs. Ctrl 0.74±0.03 unité relative, +20%; p<0.05) (superoxide dismutase mitochondriale, important antioxidant), tandis que l’expression de Prx3 est significativement réduite (H 1.1±0.07 vs. Ctrl 0.85±0.01 unité relative, -24%; p<0.05). À 4 semaines, les mâles H (vs Ctrl) présentent une augmentation significative de l’expression de Prx3 (H 0.72±0.03 vs. Ctrl 0.56±0.04 unité relative, +31%; p<0.05) et les femelles présentent une augmentation significative de l’expression d’UCP2 (H 1.22±0.05 vs. Ctrl 1.03±0.04 unité relative, +18%; p<0.05) et de l’expression de MnSOD (H 1.36±0.01 vs. 1.19±0.06 unité relative, +14%; p<0.05). Conclusions: Une exposition néonatale à l’O2 chez le rat adulte mène à des indices de dysfonction mitochondriale dans les reins adultes, associée à une augmentation dans la production d’espèces réactives de l’oxygène, suggérant que ces modifications mitochondriales pourraient jouer un rôle dans l’hypertension artérielle et d’un stress oxydant, et par conséquent, être un facteur possible dans la progression vers des maladies cardiovasculaires. Mots-clés: Mitochondries, Reins, Hypertension, Oxygène, Stress Oxydant, Programmation

Analysen der beiden cis-regulierenden Sequenzelemente translational control element (TCE) und cytoplasmic polyadenylation element (CPE) in der Drosophila-Spermatogenese

Ein essentieller Bestandteil in dem Mechanismus der Translationskontrolle sind RNA-Pro­tein-Wechselwirkungen. Solche Interaktionen konnten in Translationssystemen an zwei unabhängigen cis-regulierenden Elementen durch in vitro-Bindungsanalysen mit individu­ellen rekombinanten Proteinen dokumentiert werden. Im Fall des translational control elements (TCE), welches ein konserviertes Sequenz-Ele­ment in der Mst(3)CGP-Genfamilie darstellt, wird eine negative Translationskontrolle durch die Bindung der Proteine CG3213, CG12470, CG1898, dFMR1, Exuperantia und Orb2 an diese Sequenz vermittelt (Stinski, 2011). Neben den in Bindungsstudien positiv getesteten Kandidaten dFMR1 und Orb2 (Stinski, 2011) wurde in der vorliegenden Dis­sertation CG3213 als weiterer direkter Bindungspartner an das TCE dokumentiert. Ein Abgleich der genomweiten Zusammenstellung von Proteininteraktionen in der Datenbank InterologFinder lieferte zwei weitere potentielle Kandidaten: CG34404 und CG3727. Al­lerdings schließen Northern-Analysen und das Proteinexpressionsmuster eine zentrale Rolle in der Drosophila-Spermatogenese für diese nahezu aus. In Kolokalisationsstudien einiger TCE-Komplex-Kandidaten mit CG3213 als Referenz konnten eindeutige Überein­stimmungen der Fluoreszenzmuster mit CG12470 in der postmeiotischen Phase be­schrieben werden, wohingegen mit Orb2 (postmeiotisch) und CG1898 (prämeiotisch) nur eine geringe Kolokalisation erkannt wurde. Punktstrukturen in den Verteilungsmustern sowohl von CG3213 als auch von CG12470 ließen sich nicht mit ER- und mitochondrien­spezifischen Markern korrelieren. Im Anschluss der Meiose konnte eine deutliche Intensitätserhöhung des CG3213-Proteins beobachtet werden, was eventuell durch eine veränderte Translationseffizienz zustande kommen könnte. Exuperantia (Exu) stellt einen bekannten Regulator für eine Reihe von translationskontrollierten mRNAs dar (Wang und Hazelrigg, 1994). Die Quantifizierungen der CG3213-mRNA in exu-mutantem Hintergrund bestätigen, dass auch die Transkript­menge der CG3213-mRNA durch Exu reguliert wird, was die obige Interpretation stützen würde. Für das zweite cis-regulierende Element, das cytoplasmic polyadenylation element (CPE), konnte eine direkte Bindung mit dem CPEB-Homolog in Drosophila (Orb2) gezeigt wer­den, welches auch eine Komponente des mst87F-RNP-Komplexes ist. Ein vermuteter Interaktionspartner dieses CPEBs ist Tob, weshalb die Verteilung beider Proteine in einem Kombinationsstamm verglichen wurde. In dem teilweise übereinstimmenden Fluoreszenz­muster ist Tob an den distalen Spermatidenenden auffallend konzentriert. Das gesamte Tob-Muster jedoch legt eine Verteilung in den Mitochondrien nahe, wie die MitoTracker®-Färbung belegt. Somit wurde erstmals ein Mitglied der Tob/BTG-Genfamilie in der Droso­phila-Spermatogenese mit Mitochondrien in Verbindung gebracht. Die Lokalisierung die­ser Proteine ist bislang unklar, jedoch konnte eine Kernlokalisation trotz der N-terminalen NLS-Sequenz mit Hilfe einer Kernfärbung ausgeschlossen werden.

Variabilitat genètica i estructura poblacional en tres espècies de la família Scombridae, Sarda sarda, Thunnus alalunga i Thunnus thynnus, basada en la regió control del DNA mitocondrial

Aquest treball es centra en el coneixement de l'estructura poblacional de tres espècies piscícoles de la família Scombridae, el bonítol (Sarda sarda), la bacora (Thunnus alalunga) i la tonyina (Thunnus thynnus) en la seva distribució de l'atlàntic i el mediterrani.

Embryo Mitochondrial DNA Depletion Is Reversed During Early Embryogenesis in Cattle

The extensive replication of mitochondria during oogenesis and the wide variability in mitochondrial DNA ( mtDNA) copy numbers present in fully grown oocytes indicate that mtDNA amount may play an important role during early embryogenesis. Using bovine oocytes derived from follicles of different sizes to study the influence of mtDNA content on development, we showed that oocytes obtained from small follicles, known to be less competent in developing into blastocysts, contain less mtDNA than those originating from larger follicles. However, because of the high variability in copy number, a more accurate approach was examined in which parthenogenetic one-cell embryos were biopsied to measure their mtDNA content and then cultured to assess development capacity. Contrasting with previous findings, mtDNA copy number in biopsies was not different between competent and incompetent embryos, indicating that mtDNA content is not related to early developmental competence. To further examine the importance of mtDNA on development, one-cell embryos were partially depleted of their mtDNA (64% +/- 4.1% less) by centrifugation followed by the removal of the mitochondrial-enriched cytoplasmic fraction. Surprisingly, depleted embryos developed normally into blastocysts, which contained mtDNA copy numbers similar to nonmanipulated controls. Development in depleted embryos was accompanied by an increase in the expression of genes (TFAM and NRF1) controlling mtDNA replication and transcription, indicating an intrinsic ability to restore the content of mtDNA at the blastocyst stage. Therefore, we concluded that competent bovine embryos are able to regulate their mtDNA content at the blastocyst stage regardless of the copy numbers accumulated during oogenesis.

Role of the Mitochondrial Mutations, m. 827A > G and the Novel m. 7462C > T, in the Origin of Hearing Loss

Samples from 30 deaf probands exhibiting features suggestive of syndromic mitochondrial deafness or from families with maternal transmission of deafness were selected for investigation of mutations in the mitochondrial genes MT-RNR1 and MT-TS1. Patients with mutation m. 1555A>G had been previously excluded from this sample. In the MT-RNR1 gene, five probands presented the m. 827A>G sequence variant, of uncertain pathogenicity. This change was also detected in 66 subjects of an unaffected control sample of 306 Brazilian individuals from various ethnic backgrounds. Given its high frequency, we consider it unlikely to have a pathogenic role on hereditary deafness. As to the MT-TS1 gene, one proband presented the previously known pathogenic m. 7472insC mutation and three probands presented a novel variant, m. 7462C>T, which was absent from the same control sample of 306 individuals. Because of its absence in control samples and association with a family history of hearing impairment, we suggest it might be a novel pathogenic mutation.

Genetic structure, phylogeny, and biogeography of Brazilian eyelid-less lizards of genera Calyptommatus and Nothobachia (Squamata, Gymnophthalmidae) as inferred from mitochondrial DNA sequences

Calyptommatus and Nothobachia genera of gymnophthalmid lizards are restricted to sandy open habitats on Sao Francisco River margins, northeastern Brazil. Phylogenetic relationships and geographic distribution of the four recognized species of Calyptommatus were analyzed from partial mitochondrial cyt b, 12S, and 16S rRNA genes sequencing, taking allopatric populations of the monotypic Nothobachia ablephara as the outgroup. In Calyptommatus a basal split separated C. sinebrachiatus, a species restricted to the eastern bank of the river, from the three other species. In this clade, C. confusionibus, found on western margin, was recovered as the sister group of the two other species, C. leiolepis and C. nicterus, from opposite margins. According to approximate date estimations, C. sinebrachiatus would have separated from the other congeneric species by 4.4-6.5 my, and C. nicterus, also from eastern bank, would be diverging by 1.8-2.6 my from C. leiolepis, the sister species on the opposite margin. C. confusionibus and C. leiolepis, both from western sandy areas, would be differentiating by 2.8-5.0 my. Divergence times of about 3.0-4.0 my were estimated for allopatric populations of Nothobachia restricted to western margin. Significant differences in 16S rRNA secondary structure relatively to other vertebrates are reported. Distinct evolutionary patterns are proposed for different taxa in those sandy areas, probably related to historical changes in the course of Sao Francisco River. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.